Применение компьютерной системы для изучения протоколов идентификации и аутентификации

При исследовании схемы идентификации и аутентификации с помощью процедуры рукопожатия будем использовать следующие алгоритмы:

· для шифрования и дешифрования случайного значения S — алгоритм симметричного шифрования DES;

· для получения хэш значения от S — алгоритм вычисления дайджеста (профиля) сообщения MD5.

Рассмотрим криптографические блоки, реализующие функции получения дайджеста. Построение классов, реализующих хэш-функции, базируется на наборе стандартных функций определенных в классе BaseHash.

Класс BaseHash предоставляет пользователю следующие функции:

· void reset() — выполняет сброс внутренних данных для последующего получения хэш-значений;

· boolean compare(byte dig1[], byte dig2[]) — выполняет сравнение двух хэш-значений и возвращает истинное значение, если значения равны, иначе — ложное значение.

В данном классе также определены абстрактные функции, которые реализуются в классах-потомках.

Алгоритм хэширования MD5 реализован в виде класса MD5.

Основные функции класса MD5:

· MD5() — конструктор;

· void update(byte[] b, int offset, int len) — выполняет установку исходных данных для получения хэш-значения, offset — смещение в буфере данных b, len — длина данных;

· byte[] digest() — возвращает дайджест данных, установленных с помощью функции update, данные возвращаются в виде 16-байтового массива;

· byte[] convertBytes(byte d[]) — преобразует данные из 16-байтового массива в бинарный массив из 128 байт, где каждый байт определяет значение одного бита.

Для удобства получения хэш-значений разработаны статические методы:

· byte[] digest(String s) — возвращает дайджест строки s в виде бинарного массива из 128 байт;

· byte[] digest(byte b[]) — возвращает дайджест бинарных данных b в виде бинарного массива из 128 байт.

Пример получения дайджеста сообщения:

byte data[]= Binary.setFromHex(" BBBB CCCC 4444 6666")

byte digest[]=MD5.digest(data);

Рассмотрим задачу идентификации и аутентификации субъекта B при обращении к ресурсу А.

Статическая модель представлена на рисунке 6.2.1.

Рисунок 6.2.1 — Статическая модель схемы для изучения схемы идентификации и аутентификации

Процессы, представляющие собой субъекты и ресурсы, выполняют взаимодействие по каналам передачи данных:

· канал передачи идентификатора от процесса А процессу В;

· канал передачи криптограммы случайной последовательности S от процесса А процессу В;

· канал передачи криптограммы дайджеста последовательности S от процесса В процессу А, полученной путем применения шифрования к значению односторонней функции от S.

Диаграмма взаимодействия процессов представлена на рисунке 6.2.2.

Рисунок 6.2.2 — Диаграмма взаимодействия процессов для изучения схемы идентификации и аутентификации

В области данных процесса А определим следующие переменные:

int id=1;

byte key[]=Binary.setFromHex(" BBBB CCCC 4444 6666");

byte s[];

где s — переменная для хранения случайной последовательности S;

key — ключ процесса А;

id —идентификатор процесса А.

В области данных процесса В определены переменные:

BinaryVector ids=new BinaryVector();

byte key[];

byte s[];

где ids — список ключей для идентификаторов;

key — переменная для хранения ключа, соответствующего идентификатору процесса А;

s — переменная для хранения случайной последовательности.

Для управления процессами передачи сообщений у процесса А определены методы:

· sendId — выполняет отправку идентификатора процесса А;

· sendES — выполняет генерацию последовательности S, шифрование и отправку криптограммы процессу В.

У процесса В определен метод sendAS, выполняющий формирование дайджеста последовательности S, шифрование и отправку результата процессу А.

Определения методов процесса А приведено в таблице 6.2.1.

Таблица 6.2.1 — Методы процесса А

Определения методов процесса В представлены в таблице 6.2.2.

Таблица 6.2.2 — Методы процесса В

Для моделирования описанного протокола требуется выполнить действия:

а) запустить сервер моделирования;

б) запустить клиент моделирования для процесса А;

в) запустить клиент моделирования для процесса В;

г) запустить метод процесса А sendId;

д) запустить метод процесса А sendES;

е) запустить метод процесса В sendAS.

В результате будет получено сообщение о проверке подлинности процесса В. Для проверки подлинности процесса А требуется дополнить модель аналогичной схемой.